[发明专利]一种超疏水涂料的制备方法及其所得涂料和制备高透明超疏水涂层的应用

说明书

本发明公开了一种超疏水涂料的制备方法及其所得涂料和制备高透明超疏水涂层的应用，所述超疏水涂料的制备方法包括如下步骤：向容器中一次性加入一定体积的溶剂，共溶剂，催化剂，然后以一定转速搅拌一段时间，再向其中先后加入一定体积的硅酸酯和含氟硅氧烷，在室温的条件下，继续反应一定时间，即得所述涂料。本发明所制备的超疏水涂料可以通过喷涂、蘸涂、浸涂等方法，用于玻璃，纸片，钢铁等不同的基底上，所制备的涂层在可见光的范围内，透过率达到92％以上。与现有技术相比，不仅所制备的涂层制备方法简单，成本低廉，有利于大规模工业化生产，所制备的涂层具有多种用途，如车窗玻璃，摩天大楼光幕，手机和电脑屏幕等，有很大的商业价值。

技术领域

本发明涉及一种超疏水涂料的制备方法及其所得涂料和制备高透明超疏水涂层的应用，属于疏水涂料技术领域。

背景技术

受到荷叶表面的自清洁效应的启发，越来越多的科学工作者利用仿生学原理来制备超疏水涂层。超疏水涂层由于具有自清洁，抗结冰，抗起雾等诸多优异性能而受到广泛关注。然而，涂层的透明与否对扩大超疏水涂层的应用范围起到重要作用。透明的超疏水涂层可以有更加广泛的应用场合，比如汽车挡风玻璃，手机和电脑屏幕等。超疏水涂层的制备一般都是通过结合粗糙度和低表面能这两方面的因素来制备的，然而在透明超疏水涂层的制备过程中，由于粗糙度会影响光散射，粗糙度越大，超疏水性能好，光散射强，透明度下降。因此。制备透明超疏水涂层最大的问题就是涂层的透明性和超疏水性能成反比，寻找透明度和超疏水之间的平衡成为技术关键。目前，科研工作者们制备超疏水涂层的方法一般为等离子腐蚀法、逐层叠加法、有机无机杂化法等，但这些方法操作过程比较复杂，实验条件苛刻，难以大规模生产。现有技术中也有超疏水纳米涂料的相关研究，如中国专利CN201510970396.7，但是其制备中硅酸酯是分两步加入，过程繁琐，所得纳米涂料粒径为400nm左右，且由其制得的涂层为不透明涂层。

发明内容

发明目的：为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种简单、方便、普适性的、可大面积制备的高透明的超疏水涂层的方法，找到了粗糙度与光散射之间的平衡。通过一步水解法获得了氟化的二氧化硅纳米粒子，粒径在10nm～60nm之间。制备的高透明的超疏水涂层可直接喷涂或者蘸涂到涂有自制底漆的基底上，修饰后的表面结构类似荷叶，具有很稳定的超疏水效果，其对水的接触角大于160°，滑动角小于5°，涂覆后的玻璃片在可见光的范围内，透过率高达92％，已经达到商业用途。

发明内容：本发明公开了一种超疏水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

向容器中一次性加入一定体积的溶剂，共溶剂，催化剂，然后以一定转速搅拌一段时间，再向其中先后加入一定体积的硅酸酯和含氟硅氧烷，在室温的条件下，继续反应一定时间，即得所述涂料。

所述的溶剂为异丙醇、乙醇或者甲醇中的一种或几种。

所述的共溶剂为水。

所述的催化剂为氨水、氢氧化钠或盐酸中的一种或几种。

所述硅酸酯为正硅酸四乙酯、硅酸乙酯、正硅酸四丁酯中的一种或几种。

所述含氟硅氧烷为1H,1H,2H,2H-全氟十七烷三甲基氧硅烷、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三异丙氧基硅烷中的一种或几种。

所述一定转速控制在120rad/min～240rad/min，搅拌一段时间为4-6min，继续反应一定时间为20-28h。

所述的溶剂、共溶剂、催化剂、硅酸酯、氟硅氧烷的体积比为60～100：2～6：2～6：0.2～1：0.02～0.05。

本发明还提供了上述制备方法所制成的涂料。

所述涂料可以用于制备高透明超疏水涂层，包括以下步骤：